🌊 الوحدة 2 · الدرس 2/3

🪜سُلّم الطاقة في الذرّة

لماذا تتوهّج لافتات النيون بألوان نقية — وكيف نعرف مِمّ تتكوّن النجوم.

⏱️ 15 دقيقةابدأ

🎯 في نهاية الدرس ستتمكّن من…

✓تشرح مستويات الطاقة في الذرّة
✓تربط القفزات بين المستويات بألوان الضوء
✓تفهم «البصمات» الطيفية

مرّر ضوء غاز متوهّج عبر منشور ولن تحصل على قوس قزح — بل على بضعة خطوط حادّة ومضيئة. الهيدروجين يُظهر الخطوط نفسها دائمًا، والنيون خطوطه الخاصة، والصوديوم خطوطه الخاصة. لكل عنصر بصمة طيفية فريدة.

عام 1913 فسّر نيلز بور السبب: الإلكترونات في الذرّة لا تستقر إلا على مستويات طاقة محددة، مثل درجات السلّم. وعندما يهبط إلكترون من درجة عليا إلى أدنى، تُطلق الذرّة فوتونًا واحدًا يحمل فرق الطاقة بالضبط.

🎛️تجربة تفاعلية

اضغط «إثارة» لرفع الإلكترون، ثم شاهده يهبط. كل هبوط يُطلق فوتونًا — ولونه يعتمد على الدرجتين اللتين قفز بينهما. شريط الطيف يجمع الخطوط.

🧮معادلة مفكوكة الرموز

مستويات طاقة الهيدروجين (نموذج بور)

E_{n} = - \frac{13.6 eV}{n ^{2}}

ماذا يعني كل رمز

$E_{n}$ طاقة الدرجة رقم n
$n$ رقم الدرجة: 1، 2، 3… (أعداد صحيحة فقط!)
$13.6 eV$ الطاقة اللازمة لانتزاع الإلكترون من الهيدروجين. eV (إلكترون فولت) وحدة طاقة صغيرة جدًا
$-$ السالب يعني «محتجز»: يجب إضافة طاقة لتحريره

📖 احكِها كقصة

تقترب الدرجات من بعضها كلما صعدت (لأن ⁦1/n²⁩ تصغر بسرعة). الهبوط من الدرجة 3 إلى الدرجة 2 يُطلق ⁦13.6 × (1/4 − 1/9) ≈ 1.9⁩ إلكترون فولت — وهذا هو خط الهيدروجين الأحمر الشهير عند 656 نانومترًا.

🌍أين تصادفه

🌌

علم الفلك

الخطوط الطيفية تكشف مكوّنات النجوم والمجرات البعيدة.

🎆

الألعاب النارية

السترونتيوم يعطي الأحمر، والنحاس الأزرق المخضر، والصوديوم الأصفر.

🏮

لافتات النيون

كل غاز يتوهّج بمجموعة قفزات الطاقة الخاصة به.

✅ اختبر فهمك

أجب عن جميع الأسئلة لإكمال الدرس وكسب نقاط الخبرة.

1. لماذا يُطلق كل عنصر ألوانًا محددة فقط؟
2. ماذا يحدث عندما يهبط إلكترون إلى مستوى أدنى؟
3. اكتُشف الهيليوم أول مرة…

مستويات طاقة الهيدروجين (نموذج بور)

✅ اختبر فهمك

📚 المصادر ومزيد من القراءة